如图所示,质量为0.05kg,长l=0.1m的铜棒,用长度也为l的两根轻软导线水平悬挂在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.5T.不通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=37°,求此棒中恒定电流多大?(不考虑棒摆动过程中产生的感应电流,g取10N/kg)
同学甲的解法如下:对铜棒受力分析如图所示:
当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡,有:
FTcosθ=mg,FTsinθ=F安=BIl
得I==A=7.5A
同学乙的解法如下:
F安做功:WF=Fx1=BIlsin37°×lsin37°=BI(lsin37°)2
重力做功:
WG=-mgx2=-mgl(1-cos37°)
由动能定理得:WF+WG=0
代入数据解得:I=A≈5.56A
请你对甲、乙两同学的解法作出评价:若你对两者都不支持,则给出你认为正确的解答.
某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角
均为
,磁场均沿半径方向. 匝数为
的矩形线圈
的边长
、
. 线圈以角速度
绕中心轴匀速转动,
和
边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为
、方向始终与两边的运动方向垂直. 线圈的总电阻为
,外接电阻为
. 求:
(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小 ;
(2)线圈切割磁感线时, 边所受安培力的大小 ;
(3)外接电阻上电流的有效值 .
、 两种光子的能量之比为2 :1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为 、 . 求 、 两种光子的动量之比和该金属的逸出功.
地震时,震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为 的 波,另一种是传播速度约为 的 波. 一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到达的 波比首次到达的 波早 . 假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为 , 求震源与监测点之间的距离 和 波的波长 .
如题图所示,一定质量的理想气体从状态 经等压过程到状态 . 此过程中,气体压强 ,吸收的热量 ,求此过程中气体内能的增量.
如图甲所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场.匀强磁场分为Ⅰ、Ⅱ两个区域,其边界为MN、PQ,磁感应强度大小均为B,方向如图所示,Ⅰ区域高度为d,Ⅱ区域的高度足够大.一个质量为m、电量为q的带正电的小球从磁场上方的O点由静止开始下落,进入电、磁复合场后,恰能做匀速圆周运动.
(1)求电场强度E的大小;
(2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点,求带电小球释放时距MN的高度h;
(3)若带电小球从距MN的高度为3h的O'点由静止开始下落,为使带电小球运动一定时间后仍能回到O'点,需将磁场Ⅱ向下移动一定距离(如图乙所示),求磁场Ⅱ向下移动的距离y及小球从O'点释放到第一次回到O'点的运动时间T。